Цифровые методы передачи непрерывных сообщений

Поскольку оптимальный приемник непрерывных сообщений сигналов построить практически невозможно, непрерывный сигнал преобразуется в дискретный и передается в цифровом виде.

Структурная схема цифровой передачи непрерывных сообщений

Ошибка квантования – разность между истинным значением сигнала b_i и ближайшим уровнем квантования. Чем больше шаг квантования, тем больше ошибка.

Если уменьшать шаг квантования:

1. ε_кв – ошибка квантования уменьшается.

2. Увеличивается число уровней квантования.

3. Ухудшается помехоустойчивость.

Недостаток цифровых методов передачи – более широкая полоса пропускания.

Достоинства: оптимальный прием, технологичная элементная база, эффективная технология разработки и изготовления аппаратуры, не накапливается помеха (регенераторы в пунктах переприема), скрытность.

Для улучшения шумов квантования используют различные методы:

1. Неравномерный шаг квантования – сигналы малого уровня квантуют малым Δm, а выбросы – большим.

2. Применение компандирования.

3. Для уменьшения ширины спектра сигнала ИКМ используют дифференциальную (ДИКМ) (адаптивную).

4. Δ-модуляция позволяет снизить не только шум квантования, но и уменьшить ширину спектра сигнала. Устраняет избыточность – передаются только приращения сигнала → ±1.

Частота отсчетов дается такой, чтобы приращение сигнала в соседних отсчетах не превышало шага квантования. При Δ-модуляции разрядность кода уменьшается в (n – число уровней квантования). При восстановлении соответствующие «+» и «–» складываются и подаются на ФНЧ. Возможно смещение только постоянной составляющей, поэтому ее передают предварительно.

Недостаток Δ-модуляции порождается ее преимуществом: из дискретного сигнала убирается избыточность, т.к. передаются не все значения сигнала, а только приращения. Но в отсутствие избыточности затрудняется восстановление сигнала – если произошла ошибка, то ее последствия распространяются на весь сигнал.

Помехоустойчивость икм

В системе ИКМ две причины снижения качества: шум квантования и ошибка от неправильного декодирования сигнала ИКМ в результате действия помех.

Найдем отношение P_с/P_ш на выходе системы ИКМ в результате действия этих двух причин:

1. .

2. .

,

K – разрядность кода ИКМ,

– число уровней квантования,

П – пик-фактор,

при нормировании .

.

Вероятность ошибки кратности t:

,

где: K – число символов в кодовой комбинации,

P_ош – вероятность ошибки символа кода в дискретном канале.

Хоть одна ошибка:

, если .

Тогда:

,

, ,

,

.

Выводы: 1) отношение с/ш в системе с ИКМ зависит от числа кодовых слов используемого кода, от величины шага квантования и вероятности ошибки в дискретном канале;

2) в то же время необходимо отметить, что при правильном выборе регенерационных участков удается свести до минимума P_ош. Ошибки в ИКМ не накапливаются.